鋼管混凝土拱橋施工方案一、項目概況與編制依據(jù)1.1項目概況本工程為城市跨河鋼管混凝土拱橋，橋梁全長800米，主跨400米，采用提籃式鋼管拱結(jié)構(gòu)，矢高60米，矢跨比1/6.67，拱軸線為懸鏈線（拱軸系數(shù)m=2.5）。拱肋采用Q345C鋼材，單肋由4根Φ1500×30mm弦管組成，橫向內(nèi)傾角8°，拱腳中心距25.2米，拱頂中心距8.335米。橋面寬度35米，雙向六車道，設(shè)計荷載為公路-Ⅰ級，設(shè)計基準(zhǔn)期100年。主要工程特點：結(jié)構(gòu)精度要求高：拱肋安裝軸線偏差需控制在L/6000以內(nèi)，焊接錯臺不超過0.2倍壁厚施工環(huán)境復(fù)雜：跨越Ⅲ級航道，需保證施工期間通航凈空≥5.0米，同時考慮50年一遇洪水影響吊裝難度大：最大節(jié)段重量85t，采用纜索吊機(jī)雙吊點吊裝工藝混凝土灌注特殊：采用C55自密實微膨脹混凝土，需通過高壓泵送頂升工藝施工1.2編制依據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650-2020）《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（GB50923-2013）《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB50661-2011）項目設(shè)計圖紙及技術(shù)文件施工組織總設(shè)計及專項安全方案二、施工組織設(shè)計2.1項目管理機(jī)構(gòu)三級管理體系：決策層：項目經(jīng)理、項目總工、安全總監(jiān)管理層：工程技術(shù)部、質(zhì)量安全部、物資設(shè)備部、施工管理部作業(yè)層：鋼結(jié)構(gòu)施工隊、混凝土施工隊、測量監(jiān)控組等6個專業(yè)班組關(guān)鍵崗位職責(zé)：項目經(jīng)理：對項目質(zhì)量、安全、進(jìn)度負(fù)總責(zé)，審批重大技術(shù)方案鋼結(jié)構(gòu)工程師：負(fù)責(zé)鋼管拱加工、焊接、吊裝技術(shù)管理測量工程師：牽頭建立施工控制網(wǎng)，實施全過程線形監(jiān)測安全監(jiān)督員：監(jiān)督高空作業(yè)、吊裝作業(yè)等專項安全措施落實2.2資源配置計劃主要施工設(shè)備：|設(shè)備名稱|型號規(guī)格|數(shù)量|用途||---------|---------|------|------||纜索吊機(jī)|額定吊重100t|1套|拱肋節(jié)段吊裝||數(shù)控相貫線切割機(jī)|XH-G4000|2臺|鋼管下料切割||CO?氣體保護(hù)焊機(jī)|NB-500|15臺|現(xiàn)場焊接作業(yè)||液壓頂升系統(tǒng)|500t級|4套|合龍段調(diào)整||混凝土輸送泵|HBT90.22|2臺|管內(nèi)混凝土灌注||全站儀|LeicaTS60|2臺|三維坐標(biāo)測量|勞動力計劃：高峰期投入總?cè)藬?shù)185人，其中持證焊工32人（持AWSD1.1認(rèn)證），起重工12人，測量工6人，混凝土工25人2.3施工平面布置分區(qū)規(guī)劃：材料加工區(qū)：設(shè)置鋼管預(yù)處理生產(chǎn)線（拋丸除銹+底漆噴涂）、鋼結(jié)構(gòu)拼裝胎架（15m×60m）倉儲區(qū)：劃分鋼材庫（存儲Q345C鋼板）、焊接材料庫（恒溫恒濕存儲焊材）、混凝土外加劑庫吊裝作業(yè)區(qū)：兩岸各設(shè)置纜索吊機(jī)錨碇系統(tǒng)，主索跨度450m，設(shè)置防碰撞警示系統(tǒng)臨時設(shè)施：布置施工便道（寬6m，承載力≥200kPa）、臨時用電系統(tǒng)（2×500kVA變壓器）三、主要施工方法3.1鋼管拱工廠加工加工工藝流程：材料預(yù)處理：鋼板經(jīng)數(shù)控切割下料（精度±1mm），采用拋丸除銹達(dá)Sa2.5級，噴涂環(huán)氧富鋅底漆（干膜厚度80μm）彎管成型：弦管采用三輥卷板機(jī)冷彎成型，彎曲半徑誤差≤L/5000，橢圓度≤D/500（D為管徑）節(jié)段組裝：在1:1胎架上拼裝，采用全站儀三維定位，節(jié)段長度誤差控制在+0/-10mm焊接工藝：主焊縫采用埋弧自動焊（縱縫）+CO?氣體保護(hù)焊（環(huán)縫），焊后24h內(nèi)進(jìn)行100%UT探傷（Ⅱ級合格）預(yù)拼裝：在工廠進(jìn)行半跨預(yù)拼，檢測拱肋線形偏差（允許偏差±8mm），設(shè)置臨時連接耳板節(jié)段劃分：全橋分為33個吊裝單元，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長12-18m，重量25-85t，合龍段長6.8m（重量32t）3.2現(xiàn)場吊裝施工吊裝總體方案：采用"兩岸對稱懸拼+中間合龍"工藝，主跨分17個節(jié)段（S1-S17），兩岸各8個節(jié)段，跨中設(shè)1個合龍段關(guān)鍵施工步驟：臨時支架搭設(shè)：采用Φ630×10mm鋼管樁支架，基礎(chǔ)為C30混凝土承臺（尺寸4m×4m×1.5m），支架預(yù)壓加載120%設(shè)計荷載節(jié)段運輸：采用特種平板拖車（軸線車）運輸，運輸速度≤5km/h，轉(zhuǎn)彎半徑≥25m吊裝作業(yè)：吊點設(shè)置：每個節(jié)段設(shè)4個吊耳（Q345D鋼，厚度30mm），經(jīng)1.5倍荷載驗算提升程序：起吊→試吊（離地30cm靜停10min）→平穩(wěn)提升→三維定位→臨時固定精度控制：采用全站儀實時監(jiān)測，軸線偏差≤5mm時鎖定合龍工藝：合龍溫度：控制在10-15℃（選擇凌晨時段施工）調(diào)整措施：采用4臺500t液壓千斤頂同步頂推，累計調(diào)位量≤150mm焊接順序：先焊腹板后焊弦管，兩岸對稱施焊，每層焊接厚度≤5mm3.3鋼管混凝土灌注材料技術(shù)指標(biāo)：C55自密實微膨脹混凝土，28d抗壓強(qiáng)度≥60MPa，擴(kuò)展度≥750mm，泌水率=0膨脹劑摻量10%（AEA-S型），28d限制膨脹率0.02-0.04%配合比（kg/m3）：水泥420+粉煤灰80+礦粉60，砂率42%，水膠比0.36施工工藝：準(zhǔn)備工作：安裝進(jìn)料管（Φ150mm）和排氣管（Φ50mm），管內(nèi)采用壓縮空氣（0.4MPa）吹掃除銹灌注順序：從拱腳向拱頂對稱連續(xù)頂升，單根弦管灌注時間≤4h質(zhì)量控制：采用壓力控制（終點壓力≥1.5MPa），同時監(jiān)測混凝土面上升速度（≥0.5m/min）每50m3制作3組試塊，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和彈性模量試驗采用超聲波檢測密實度，脫空面積＞0.1m2時采用鉆孔壓漿處理3.4橋面系施工施工流程：吊桿安裝：采用Φ7鍍鋅鋼絲束（抗拉強(qiáng)度1670MPa），冷鑄墩頭錨具，張拉控制力按設(shè)計值的1.05倍進(jìn)行橫梁吊裝：預(yù)制C50預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁（長26.7m，重45t），采用四點吊具吊裝，安裝后及時張拉橫向預(yù)應(yīng)力橋面鋪裝：分兩層施工，下層為8cm厚C40鋼纖維混凝土，上層為4cm厚SMA-13瀝青瑪蹄脂，設(shè)置防水層（噴涂聚脲）四、質(zhì)量控制措施4.1鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量控制材料檢驗：每批鋼材進(jìn)行力學(xué)性能試驗（抗拉、屈服、沖擊功），焊接材料按批號進(jìn)行擴(kuò)散氫含量檢測（≤5mL/100g）焊接質(zhì)量控制：焊前預(yù)熱：當(dāng)環(huán)境溫度＜0℃時，對Q345C鋼板預(yù)熱至80-120℃（測溫儀監(jiān)控）層間溫度：控制在150-250℃，采用紅外測溫儀實時監(jiān)測無損檢測：所有對接焊縫100%UT探傷（Ⅱ級合格），T型接頭進(jìn)行100%MT檢測幾何尺寸檢驗：弦管直徑允許偏差±2mm，圓度≤3mm/m節(jié)段長度誤差+0/-5mm，扭曲≤3mm/m4.2安裝精度控制三維定位標(biāo)準(zhǔn)：拱肋軸線偏差：橫向≤L/6000（L為主跨長度），高程±10mm節(jié)段接縫錯臺：≤0.2倍壁厚，且≤2mm合龍段間隙：2-4mm（采用塞尺檢查）控制措施：建立獨立施工控制網(wǎng)（精度等級二等），每15天進(jìn)行復(fù)測采用"雙機(jī)復(fù)核"測量法，兩臺全站儀同步觀測同一測點溫度修正：當(dāng)環(huán)境溫度變化＞5℃時，對測量結(jié)果進(jìn)行溫度效應(yīng)修正4.3混凝土施工質(zhì)量控制配合比動態(tài)調(diào)整：根據(jù)砂石含水率每工作班調(diào)整用水量，當(dāng)大氣溫度＞30℃時，摻加緩凝劑（初凝時間≥8h）灌注過程監(jiān)控：壓力監(jiān)測：在泵出口和拱頂設(shè)置壓力傳感器，實時記錄壓力曲線密實度檢測：采用超聲波透射法+回彈法綜合檢測，判定標(biāo)準(zhǔn)符合《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第6.3.12條養(yǎng)護(hù)措施：灌注完成后立即覆蓋保濕，冬季采用電伴熱養(yǎng)護(hù)（溫度≥5℃），養(yǎng)護(hù)時間不少于14d五、施工監(jiān)測與監(jiān)控5.1監(jiān)測內(nèi)容與測點布置主要監(jiān)測項目：結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測：測點布置：在拱腳、L/4、L/2截面布設(shè)鋼弦式應(yīng)變計（共24個測點）監(jiān)測頻率：吊裝階段每節(jié)段1次，混凝土灌注階段每小時1次線形監(jiān)測：監(jiān)測點：每個節(jié)段設(shè)置3個三維坐標(biāo)監(jiān)測點（上、下游及中軸線）測量儀器：采用LeicaTS60全站儀（測角精度0.5″，測距精度1mm+1ppm）溫度場監(jiān)測：在拱肋不同高度布設(shè)12個溫度傳感器，監(jiān)測日照溫差效應(yīng)數(shù)據(jù)采集頻率：每10分鐘自動記錄1次5.2監(jiān)控控制指標(biāo)監(jiān)測項目控制值預(yù)警值極限值拱頂下沉±15mm±20mm±30mm拱腳水平位移±10mm±15mm±25mm弦管應(yīng)力-180MPa-200MPa-240MPa合龍段高差≤5mm≤8mm≤12mm5.3數(shù)據(jù)處理與反饋建立實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，采用BIM技術(shù)進(jìn)行可視化展示當(dāng)監(jiān)測值達(dá)到預(yù)警值時，立即停止施工，分析原因并采取調(diào)整措施：線形偏差：通過調(diào)整后續(xù)節(jié)段預(yù)偏量進(jìn)行糾偏應(yīng)力超標(biāo)：優(yōu)化吊裝順序或調(diào)整臨時支撐受力每周提交監(jiān)測報告，包括實測值與理論值對比分析、趨勢預(yù)測及建議措施六、安全專項措施6.1高空作業(yè)安全設(shè)置雙層安全防護(hù)網(wǎng)（兜底網(wǎng)+防護(hù)欄），作業(yè)平臺滿鋪防滑腳手板工人配備雙鉤安全帶，攀登作業(yè)使用固定式爬梯（踏步間距30cm）風(fēng)速≥10.8m/s（6級風(fēng)）時停止高空作業(yè)，設(shè)置風(fēng)速預(yù)警儀6.2吊裝作業(yè)安全吊裝前進(jìn)行"試吊-靜載-動載"試驗，吊具、索具每使用10次進(jìn)行1次探傷檢查設(shè)立吊裝警戒區(qū)（半徑20m），配備專職指揮員（持起重指揮證）采用"雙機(jī)抬吊"時，單機(jī)荷載不得超過額定荷載的80%，同步誤差≤500mm6.3應(yīng)急預(yù)案重大風(fēng)險應(yīng)對：吊裝失穩(wěn)：配備2套應(yīng)急牽引系統(tǒng)（50t卷揚(yáng)機(jī)），設(shè)置防撞緩沖裝置火災(zāi)事故：焊接作業(yè)配備移動式滅火器（每100m2不少于2具），設(shè)置消防水池（容量≥200m3）水上救援：配備救生艇2艘，岸邊設(shè)置應(yīng)急通道（寬度≥4m）七、施工進(jìn)度計劃關(guān)鍵線路工期：鋼管拱工廠加工：90天（含預(yù)拼裝）現(xiàn)場吊裝：120天（兩岸對稱施工）管內(nèi)混凝土灌注：30天（分批次對稱灌注）橋面系施工：150天總工期：450日歷天進(jìn)度保證措施：采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，每周召開進(jìn)度分析會關(guān)鍵設(shè)備備用：備用1臺CO?氣體保護(hù)焊機(jī)、1套混凝土輸送泵材料儲備：鋼材儲備量≥30%設(shè)計用量，焊接材料儲備量≥50%八、環(huán)境保護(hù)措施噪聲控制：夜間（22:00-6:00）禁止進(jìn)